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(二)阅读下面两个文本,完成 10~12 题。(共 12 分)
【文本一】
超疏水材料何以“滴水不沾”
①超疏水材料是一类对水极端排斥的材料,通常由特殊的表面微纳粗糙结构和低表面能化学物质构成。它的疏水特性主要归功于表面的微纳粗糙结构。接触角大于 150°、滚动角小于 10°,是超疏水材料表面的典型特征。其中,水滴与表面的黏附力极小,且滚动角 α＜10°的“荷叶态”,是目前研究最为广泛的一种超疏水材料状态。在显微镜下,荷叶表面布满密密麻麻的微米级乳突。这些突状结构之间充斥着空气,形成了一层极薄的空气膜,再加上荷叶自身分泌的、表面能低的植物蜡质,共同造就了荷叶的疏水和自清洁效应。
②在古代,人们就有利用超疏水材料的意识,油纸伞便是其中的产物。最早的油纸伞伞面还不是轻巧的宣纸,而是动物的皮革。后来,随着纸张的发展,人们就想到了在伞面上铺就浸透天然桐油的宣纸,一来可以减轻伞本身的重量,二来也达到了较好的疏水防雨效果。
③当前,围绕在人们生活周围的超疏水材料,在医学、建筑、纺织、军事等领域有着广阔的应用前景。
④超疏水材料的显著特征是不润湿,这样就降低了与细菌接触的可能。医学上抓住了这个新思路来抑制细菌繁殖、防止伤口感染溃烂。科研人员就是利用超疏水粗糙表面间隙留存的空气,迫使肽聚糖和底物之间的接触区域变得最小,基于这些空气层来抑制和减小细菌黏附,从而抑制生物膜形成,降低感染的可能性。
⑤雨过天晴后,荷叶表面光洁如新,这是由于超疏水材料具有的自清洁性能。科研人员将这一性能迁移到建筑墙体的防护上,运用超疏水材料的墙面相较于普通墙面更干净。这是因为附着了超疏水材料的墙体,上面的颗粒及液体污染物容易通过水流的作用被冲走,从而减少了人工打扫的成本,降低了能源的损耗。一些户外玻璃、太阳能电池板、高层建筑外墙就是应用了超疏水材料的这一性能。
⑥应用了超疏水材料的纺织品也表现出不黏附、自清洁的性能,被人们戏称为“不用洗的衣服”,即使酱油滴在衣服上也会“丝滑”溜走,不留污渍。具有这种优良性能的纺织物可以满足人们日常生活的多方面需求。
⑦在军事装备方面,超疏水材料为武器带来了更多的优良性能,以面对更严苛的外部环境,比如耐磨、防雾等综合防护能力。2017 年 4 月,美国密歇根大学研制的一种高耐磨性超疏水性涂料,由氟化多面体低聚倍半硅氧烷低表面能材料和氟化聚氨酯高弹体黏合剂混溶制成。在防雾方面,超疏水材料以多尺度的表面结构,抑制了潮湿环境中的雾气凝结,从而达到有效保护光学器件等重要设备的目的。
⑧人类在自然中获得灵感,从亭亭净植的荷叶,到撑着油纸伞的姑娘,再到我们生活中随处可见的现象,超疏水材料的应用贯通古今,包罗万象,呈现出蓬勃的生命力。与此同时,我们也要关注超疏水材料还面临着的许多难题,而对于科研工作者来说,环境友好型、成本低廉、工艺简单的超疏水材料的研发又是重中之重。
(摘编自《科普时报》,作者:莫尊理、尹智宇)
【文本二】
日前,哈工大专家模拟小型水生昆虫——水黾足肢的优越超疏水性结构,成功研制出一种新型超级浮力材料。据专家介绍,这一发现有助于设计出新型交通工具和防水纺织品,甚至对未来人类的水上行走都可能产生一定影响。
水黾是一种在湖水、池塘、水田和湿地中常见的小型水生昆虫,被喻为“池塘中的溜冰者”。它体长约 1 厘米,在水上具有非凡的浮力:其腿能排开 300 倍于其身体体积的水量;在水面上每秒可滑行 100 倍于身体长度的距离,相当于一位身高 1.8 米的人以每小时 648 千米的速度游泳。这种优异的水上特性缘于水黾腿部特殊的微纳米结构和水面间形成的“空气垫”,阻碍了水滴的浸润,让它们在水面上得以快速而稳定地行走或奔跑,即使在狂风暴雨和急速流动的水流中也不会沉没。这种绝大多数动物都不具有的超疏水特性成为哈尔滨工业大学科研人员模拟研制新型超级浮力材料的灵感。
(摘编自《哈尔滨日报》,作者:刘忠奎)
10.下列对文本一和文本二的理解和分析,不正确的两项是 ()(4分)
A. 超疏水材料是一类对水极端排斥的材料,由特殊的表面微纳粗糙结构和低表面能化学物质构成。
B. “接触角大于 150°、滚动角小于 10°,是超疏水材料表面的典型特征”,运用了列数字的说明方法,准确有力地说明了超疏水材料表面的典型特征。
C. 荷叶表面布满的密密麻麻的微米级乳突之间充斥着空气,形成了一层极薄的空气膜,造就了荷叶的疏水和自清洁效应。
D. 超疏水材料的应用贯通古今,包罗万象,呈现出蓬勃的生命力,在医学、建筑、纺织、军事等领域有着广阔的应用前景。
E. 被喻为“池塘中的溜冰者”的水黾能在水面上快速而稳定地行走或奔跑,是因为腿部特殊的微纳米结构和水面间形成了“空气垫”,阻碍了水滴的浸润。
11.文本一第④~⑦段能随意调换顺序吗? 请说明理由。(4分)
12.“人类在自然中获得灵感”,结合文本一和文本二的内容,简要概括人们是怎样从自然中获得灵感的。你还能举出人们从自然中得到灵感的两项科技发明吗? (4分)
【文本一】
超疏水材料何以“滴水不沾”
①超疏水材料是一类对水极端排斥的材料,通常由特殊的表面微纳粗糙结构和低表面能化学物质构成。它的疏水特性主要归功于表面的微纳粗糙结构。接触角大于 150°、滚动角小于 10°,是超疏水材料表面的典型特征。其中,水滴与表面的黏附力极小,且滚动角 α＜10°的“荷叶态”,是目前研究最为广泛的一种超疏水材料状态。在显微镜下,荷叶表面布满密密麻麻的微米级乳突。这些突状结构之间充斥着空气,形成了一层极薄的空气膜,再加上荷叶自身分泌的、表面能低的植物蜡质,共同造就了荷叶的疏水和自清洁效应。
②在古代,人们就有利用超疏水材料的意识,油纸伞便是其中的产物。最早的油纸伞伞面还不是轻巧的宣纸,而是动物的皮革。后来,随着纸张的发展,人们就想到了在伞面上铺就浸透天然桐油的宣纸,一来可以减轻伞本身的重量,二来也达到了较好的疏水防雨效果。
③当前,围绕在人们生活周围的超疏水材料,在医学、建筑、纺织、军事等领域有着广阔的应用前景。
④超疏水材料的显著特征是不润湿,这样就降低了与细菌接触的可能。医学上抓住了这个新思路来抑制细菌繁殖、防止伤口感染溃烂。科研人员就是利用超疏水粗糙表面间隙留存的空气,迫使肽聚糖和底物之间的接触区域变得最小,基于这些空气层来抑制和减小细菌黏附,从而抑制生物膜形成,降低感染的可能性。
⑤雨过天晴后,荷叶表面光洁如新,这是由于超疏水材料具有的自清洁性能。科研人员将这一性能迁移到建筑墙体的防护上,运用超疏水材料的墙面相较于普通墙面更干净。这是因为附着了超疏水材料的墙体,上面的颗粒及液体污染物容易通过水流的作用被冲走,从而减少了人工打扫的成本,降低了能源的损耗。一些户外玻璃、太阳能电池板、高层建筑外墙就是应用了超疏水材料的这一性能。
⑥应用了超疏水材料的纺织品也表现出不黏附、自清洁的性能,被人们戏称为“不用洗的衣服”,即使酱油滴在衣服上也会“丝滑”溜走,不留污渍。具有这种优良性能的纺织物可以满足人们日常生活的多方面需求。
⑦在军事装备方面,超疏水材料为武器带来了更多的优良性能,以面对更严苛的外部环境,比如耐磨、防雾等综合防护能力。2017 年 4 月,美国密歇根大学研制的一种高耐磨性超疏水性涂料,由氟化多面体低聚倍半硅氧烷低表面能材料和氟化聚氨酯高弹体黏合剂混溶制成。在防雾方面,超疏水材料以多尺度的表面结构,抑制了潮湿环境中的雾气凝结,从而达到有效保护光学器件等重要设备的目的。
⑧人类在自然中获得灵感,从亭亭净植的荷叶,到撑着油纸伞的姑娘,再到我们生活中随处可见的现象,超疏水材料的应用贯通古今,包罗万象,呈现出蓬勃的生命力。与此同时,我们也要关注超疏水材料还面临着的许多难题,而对于科研工作者来说,环境友好型、成本低廉、工艺简单的超疏水材料的研发又是重中之重。
(摘编自《科普时报》,作者:莫尊理、尹智宇)
【文本二】
日前,哈工大专家模拟小型水生昆虫——水黾足肢的优越超疏水性结构,成功研制出一种新型超级浮力材料。据专家介绍,这一发现有助于设计出新型交通工具和防水纺织品,甚至对未来人类的水上行走都可能产生一定影响。
水黾是一种在湖水、池塘、水田和湿地中常见的小型水生昆虫,被喻为“池塘中的溜冰者”。它体长约 1 厘米,在水上具有非凡的浮力:其腿能排开 300 倍于其身体体积的水量;在水面上每秒可滑行 100 倍于身体长度的距离,相当于一位身高 1.8 米的人以每小时 648 千米的速度游泳。这种优异的水上特性缘于水黾腿部特殊的微纳米结构和水面间形成的“空气垫”,阻碍了水滴的浸润,让它们在水面上得以快速而稳定地行走或奔跑,即使在狂风暴雨和急速流动的水流中也不会沉没。这种绝大多数动物都不具有的超疏水特性成为哈尔滨工业大学科研人员模拟研制新型超级浮力材料的灵感。
(摘编自《哈尔滨日报》,作者:刘忠奎)
10.下列对文本一和文本二的理解和分析,不正确的两项是 ()(4分)
A. 超疏水材料是一类对水极端排斥的材料,由特殊的表面微纳粗糙结构和低表面能化学物质构成。
B. “接触角大于 150°、滚动角小于 10°,是超疏水材料表面的典型特征”,运用了列数字的说明方法,准确有力地说明了超疏水材料表面的典型特征。
C. 荷叶表面布满的密密麻麻的微米级乳突之间充斥着空气,形成了一层极薄的空气膜,造就了荷叶的疏水和自清洁效应。
D. 超疏水材料的应用贯通古今,包罗万象,呈现出蓬勃的生命力,在医学、建筑、纺织、军事等领域有着广阔的应用前景。
E. 被喻为“池塘中的溜冰者”的水黾能在水面上快速而稳定地行走或奔跑,是因为腿部特殊的微纳米结构和水面间形成了“空气垫”,阻碍了水滴的浸润。
11.文本一第④~⑦段能随意调换顺序吗? 请说明理由。(4分)
12.“人类在自然中获得灵感”,结合文本一和文本二的内容,简要概括人们是怎样从自然中获得灵感的。你还能举出人们从自然中得到灵感的两项科技发明吗? (4分)
答案
10.AC
11.不能随意调换顺序。一是因为第④~⑦段的内容分别与第③段“在医学、建筑、纺织、军事等领域”逐一照应;二是因为第④~⑦段分别突出的是超疏水材料“不润湿”“自清洁”“不黏附、自清洁”“耐磨、防雾”等功能特性，其功能是逐渐增多的。
12.①科研人员将荷叶的自清洁性能迁移到建筑墙体的防护上，运用超疏水材料的墙面相较于普通墙面更干净。②哈工大专家模拟水黾足肢的优越超疏水性结构，成功研制出一种新型超级浮力材料。 【示例】①人们发明的在水下进行物体探测的声呐，灵感来自蝙蝠和海豚。②人们发明的用途极广的魔术贴，灵感来自牛蒡球刺。
11.不能随意调换顺序。一是因为第④~⑦段的内容分别与第③段“在医学、建筑、纺织、军事等领域”逐一照应;二是因为第④~⑦段分别突出的是超疏水材料“不润湿”“自清洁”“不黏附、自清洁”“耐磨、防雾”等功能特性，其功能是逐渐增多的。
12.①科研人员将荷叶的自清洁性能迁移到建筑墙体的防护上，运用超疏水材料的墙面相较于普通墙面更干净。②哈工大专家模拟水黾足肢的优越超疏水性结构，成功研制出一种新型超级浮力材料。 【示例】①人们发明的在水下进行物体探测的声呐，灵感来自蝙蝠和海豚。②人们发明的用途极广的魔术贴，灵感来自牛蒡球刺。
